DIEVAR/8418 －高性能熱作模具鋼
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的化學(xué)成分：
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UDDEHOLM
UHB |
ASSAB |
AISI |
DIN |
主要化學(xué)成分（%） |
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C |
Si |
Mn |
Cr |
Mo |
V |
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DIEVAR |
8418 |
--- |
--- |
0.35 |
1.00 |
0.75 |
5.00 |
2.30 |
0.80 |
DIEVAR進(jìn)口模具鋼簡(jiǎn)介
DIEVAR是一種含鉻、鉬、釩的高性能熱作模具鋼，其具有很好的抗熱疲勞龜裂、熱沖擊開(kāi)裂、熱磨損、塑性變形的性能。DIEVAR具有以下特點(diǎn)：♦極佳的韌性合延展性且各項(xiàng)同性♦優(yōu)良的抗回火軟化性能♦優(yōu)良的高溫強(qiáng)度♦極佳的淬透性♦優(yōu)良的熱處理尺寸穩(wěn)定性和鍍覆性能。
模具壽命的提高
DIEVAR是UDDEHOLM發(fā)展的一種優(yōu)質(zhì)熱作模具鋼，其采用了最新的生產(chǎn)及精煉技術(shù)，由此使得DIEVAR作為最新發(fā)展的壓鑄模具鋼而具備優(yōu)良的康熱疲勞龜裂、熱沖擊開(kāi)裂、熱磨損、塑性變形的性能。這些獨(dú)特的性能使其成為壓鑄、熱鍛、熱擠模具鋼的最佳選擇。 在沖切過(guò)程中，模具必須具備一定的韌性。當(dāng)沖切厚的板材和鋼帶時(shí)，模具沖切刃口會(huì)承受很高的拉應(yīng)力，所以要求模具必須具有很高的韌性才不至于開(kāi)裂。被加工件厚度越厚對(duì)模具韌性要求就越高，此時(shí)就必須選用高韌性且耐沖擊的模具材料，同時(shí)還必須具有良好的耐磨性以保證合理經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)。
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的熱加工應(yīng)用
熱龜裂是一種在壓鑄及熱鍛行業(yè)中十分普遍的失效機(jī)理。DIEVAR極佳的延展性使其具有最佳的抗熱龜裂性能，另外DIEVAR出眾的韌性和淬透性進(jìn)一步提高了抗熱龜裂性能，如果熱沖擊開(kāi)裂不是模具失效的主要因素則可以將模具硬度適當(dāng)提高（+2HRC）。 由于DIEVAR增強(qiáng)了抵抗模具主要失效機(jī)理（如：熱疲勞、龜裂、熱磨損、塑性變形）的能力，因此其顯著提高了模具壽命并獲得更佳的模具經(jīng)濟(jì)效益。 DIEVAR是用于壓鑄、熱鍛、熱擠壓行業(yè)中高性能要求模具鋼的最佳選擇。
壓鑄模具
熱擠壓模具
熱鍛模具
物理性能(在室溫及高溫的數(shù)據(jù))
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溫度(℃) |
20 |
400 |
600 |
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密度(Kg/m3) |
7800 |
7700 |
7600 |
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彈性模量(N/mm2) |
210000 |
180000 |
145000 |
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熱膨脹系數(shù)(/℃由20℃起） |
--- |
12.7×10-6 |
13.3×10-6 |
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熱傳導(dǎo)率（W/m℃) |
--- |
31 |
32 |
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的熱處理
⑴軟性退火
將鋼材于保護(hù)氣氛中加熱至850℃。均熱后，于爐中以每小時(shí)10℃之速度冷卻至600℃后空冷。
⑵應(yīng)力消除
鋼材經(jīng)粗加工后，若需要消除加工殘余應(yīng)力，則需將鋼材加熱至650℃，保溫2小時(shí)，再于爐中緩冷至500℃后空冷。
⑶硬化
預(yù)熱溫度：600~900℃ 通常至少分二階段預(yù)熱。第一階段在600-650℃，第二階段在820-850℃。奧氏體化溫度：1000-1030℃
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溫度℃ |
保溫時(shí)間min |
回火前硬度 |
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1000
1025 |
30
50 |
52±2HRC
55±2HRC |
保溫時(shí)間=鋼材中心部位達(dá)到奧氏體化溫度后所需保持時(shí)間
鋼材在淬火過(guò)程中必須加以保護(hù)以避免氧化及脫碳。
⑷淬火
通常，淬冷速度應(yīng)該越快越好。加快淬火速度將有利于模具性能的提高，尤其在提高模具韌性及抗熱沖擊開(kāi)裂性能方面。當(dāng)然在提高淬火速度的同時(shí)也應(yīng)防止模具因此造成的過(guò)度變形和開(kāi)裂。
淬火介質(zhì) 使用淬冷介質(zhì)可以使鋼材獲得完全硬化的顯微組織。
淬火介質(zhì)推薦 ●高速循環(huán)氣體或空氣 ●真空冷卻（高速及足夠的正壓氣體）。若需控制淬火變形和防止淬火開(kāi)裂，建議模具在淬冷至320~450℃區(qū)間時(shí)恒溫片刻然后繼續(xù)淬冷。 ●在450~550℃的鹽浴爐或流動(dòng)粒子爐中分級(jí)淬火。 ●在180~220℃的鹽浴爐或流動(dòng)粒子爐中分級(jí)淬火。 ●約80℃溫油注意：當(dāng)鋼材整體溫度冷至50-70℃時(shí)，應(yīng)立即回火。
⑸回火
根據(jù)所需硬度，選擇適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟�。壓鑄模具至少回火3次，熱鍛、熱擠模具至少回火二次，每次回火后必須冷卻至室溫，每次回火至少保溫2小時(shí)。 應(yīng)避免在500~550℃之間回火，以避免回火脆性。
⑹硬化及回火后的尺寸改變
模具在硬化及回火過(guò)程中受熱應(yīng)力及組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力的影響會(huì)產(chǎn)生扭曲變形。模具若加工余量預(yù)留不足將使其在熱處理過(guò)程中淬火速度較正常建議速度減緩。為預(yù)測(cè)正常淬火下模具最大的變形量，通常推薦在硬化處理之前，模具在粗加工和半精加工工序之間做應(yīng)力消除處理。應(yīng)力消除后的DIEVAR模具建議至少預(yù)留0.3%的加工與量以滿足模具在快速淬冷時(shí)有足夠的變形余量。
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的氮化及碳氮共滲
氮化及碳氮共滲可提高模具表層硬度增強(qiáng)其耐磨性、抗侵蝕性和防止早期龜裂的產(chǎn)生。DIEVAR可通過(guò)離子爐，可控氣氛爐，流態(tài)爐鹽爐進(jìn)行氮化及碳氮共滲。氮化溫度應(yīng)低于先前最高回火溫度約25-50℃。另外，不適當(dāng)?shù)牡幚硪矔?huì)引起模具心部硬度和強(qiáng)度下降，以及模具尺寸公差改變等不良后果。在氮化及碳氮共滲過(guò)程中，可能會(huì)產(chǎn)生一層被稱之為"白層"的脆性化合物層。白層因其很脆而且開(kāi)裂或破碎。通常必須避免"白層"的形成。DIEVAR經(jīng)510℃氨氣氮化或480℃離子氮化后都能獲得約1000HV0.2的表層硬度。通常離子氮化因其氮氏濃度更易控制而受到推薦。當(dāng)然，嚴(yán)格控制的氣體氮化也能獲得同樣的效果。DIEVAR經(jīng)在580℃的氣體或鹽爐碳氮共滲后的表層硬度約900HV0.2。
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方法 |
時(shí)間
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深度 |
硬度
HV0.2 |
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毫米 |
吋 |
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離子氮化 |
10 |
0.16 |
0.0063 |
1000 |
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軟氮化
氣體(580)
鹽浴(580) |
2 |
0.13 |
0.0051 |
900 |
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1 |
0.08 |
0.0031 |
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硬氮化(510) |
10 |
0.16 |
0.0063 |
1000 |
|
30 |
0.22 |
0.0087 |
氮化層深度＝表面至硬度較基體高50HV0.2處之距離。
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的電火花加工
模具經(jīng)電火花加工后，表面覆蓋著熔化在凝固層（白層）和未回火之再硬化層。兩者都很脆且對(duì)模具十分有害。
模具進(jìn)電火花加工后，必須采用機(jī)械研磨或油石打磨的方式將白層全部去除。模具經(jīng)靜電火花加工后，應(yīng)選用低于先前最高回火溫度約25℃之回火溫度在回火一次。
DIEVAR進(jìn)口模具鋼的焊補(bǔ)
如能適當(dāng)注意焊補(bǔ)區(qū)域前期準(zhǔn)備、焊條選擇、模具預(yù)熱、模具冷卻速度控制以及焊后及時(shí)熱處理等因素，DIEVAR模具經(jīng)悍補(bǔ)后將會(huì)得到令人滿意的結(jié)果。下列表格中概括總結(jié)了幾個(gè)十分重要的焊補(bǔ)工藝參數(shù)。
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焊補(bǔ)方法 |
TIG氬弧焊 |
MMA電弧焊 |
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預(yù)熱溫度 |
325～375℃ |
325～375℃ |
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焊補(bǔ)材料 |
QRO90氬焊條 |
QRO90電焊條 |
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最高焊接溫度 |
475℃ |
475℃ |
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焊后冷卻 |
首二小時(shí)10～20℃/h，然后空冷 |
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焊補(bǔ)后硬度 |
50～55HRC |
50～55HRC |
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焊補(bǔ)后熱處理
已硬化狀態(tài)
退火狀態(tài) |
以低于原回火溫度25的溫度回火
在850℃保護(hù)氣氛中退火，再以每小時(shí)10℃爐冷至600℃后空冷
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*為防止模具焊補(bǔ)開(kāi)裂，模具在焊補(bǔ)過(guò)程中須整體加熱并恒溫在預(yù)熱溫度范圍內(nèi)。
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